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人工湿地在农村生活污水处理中的研究

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：张欣

[导读] 摘要：在新农村建设的背景下，农村生态经济建设取得了比较显著的成果。

        江西省赣州市会昌生态环境局江西赣州 342600
        摘要：在新农村建设的背景下，农村生态经济建设取得了比较显著的成果。而农村生活污水介绍了农村生活污水人工湿地技术、人工湿地的具体分析及技术、农村各部委应开发一个人工湿地系统，并采用人工湿地系统的家庭生活污水湿地技术有效处理的保护作用。
        关键词：人工湿地；农村；生活污水
        随着我国经济的快速发展，我国农村地区的建设正在加快，但农村生活污水处理的不足，已经给我国农村地区造成了严重的水污染问题。在农村地区建设人工湿地，可以有效提高生活污水处理质量，维护农村水环境生态平衡。鉴于此，本文探讨了人工湿地在农村生活污水处理中的应用。
        一、人工湿地技术
        人工湿地技术是用以生态系统来处理污水的一项技术，利用人工湿地技术既能够处理工业污水又能够处理生活污水，是提高我国水资源质量的有效手段，人工湿地技术是指在合适的地理环境中，人为建造小型生态系统，人工湿地中的植物能够吸收污水中的氮、磷等有害物质，净化水质，污水中的其他有害物质经过湿地土壤的过滤能够被土壤中的微生物所吸收，进一步的提高了水质，通过对实地土壤的填料以及植物的拔除，将污水中的有害物质去除。人工湿地技术相比于自然界的自然分解，其对污水中有害物质的处理效率更高，人工湿地不受地域的局限，通常可在受污染地直接进行建设，因此，其建设成本相对较低，芜湖工作也较为容易，是农村生活污水处理的最佳选择。
        二、人工湿地污水处理原理
        1.污水中氮的处理。人工湿地技术对生活污水中氮的处理主要是通过植物吸收、挥发以及硝化反应以及反硝化反应等方式来进行的，还可以通过对污水中的氮进行氨化以及吸附的方法来进行处理，人工湿地中所种植的水生植物以及土壤中的微生物在生长过程中也会对污水中的氮进行吸收，再通过拔除湿地中的植物来将氮从人工湿地系统中去除。
        2.污水中磷的处理。人工湿地技术对生活污水中磷的处理主要是通过植物以及微生物对其的分解来进行的，也可以通过同化反应、化学反应以及物理方法来对其进行处理，在人工湿地系统中植物可以对磷进行吸收和转化，污水中的磷还可以被湿地系统的土壤所过滤沉淀，磷还可以与湿地土壤中的其他元素产生化学反应，例如、镁元素、钙元素等，人工湿地中的微生物也可以对磷进行同化作用，这些方法都可以对污水中的磷进行处理。
        3.污水中有机物的处理。农村生活污水中含有大量不可溶的有机物，这些有机物在随生活污水进入到人工湿地系统中时，主要是被湿地土壤基质所沉淀，还有一些可溶性的有机物，可以被湿地土壤中的有机物所吸收或降解，还可以被湿地植物所吸收。
        4.污水中悬浮物的去除。农村生活污水中的悬浮物主要通过湿地土壤基质的沉淀作用来处理，也可以利用湿地土壤微生物的吸附来进行处理，当农村生活污水中的悬浮物含量较高时，可以通过在湿地建设时加入格栅、沉砂池、沉淀池以及厌氧沉淀塘等设施来对农村生活污水中的悬浮物进行沉淀处理，人工湿地土壤中的微生物也能够在一定程度上对这些悬浮物进行降解。
        三、人工湿地在农村生活污水处理中的应用技术
        人工湿地主要是通过生态系统实现生活污水处理的一种先进技术，在人工湿地系统中种植的植物可以吸收生活污水中存在的氮、磷等有害物质；湿地土壤可以过滤吸收生活污水中的其他有害物质，实现生活污水处理效率的提升。在实际的农村生活污水处理中，主要会应用到以下三种人工湿地技术。
        1.表面流湿地处理技术。

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该技术主要是指在生活污水的填料表面制造漫流，可以显著提升湿地系统的生活污水处理能力。对于表面流湿地处理技术来说，具备显著的被动处理性，表面流湿地系统中的氧由植物根系传输或者植物光合作用产生。和其他人工湿地技术相比，表面流湿地处理技术具备更为低廉的成本，系统建设及操作更为简便。但是在实际的生活污水处理中，需要占据较大的面积，很容易受到天气因素的影响，从而降低生活污水处理效果，这一问题大大局限了表面流湿地处理技术的应用范围。
        2.水平潜流湿地处理技术。该技术主要是指在多个填料床中添加相应的机制及防污染物渗透层，实现农村生活污水的有效处理。水平潜流湿地处理技术可以有效避免生活污水对居民区附近水源造成污染，从而改善农村地区的生态环境。对于水平潜流湿地处理技术而言，其中的氧主要来自于植物运输，通过竖向氧气补偿，实现生活污水的处理。但是在实际的农村地区生活污水处理过程中，因为人工湿地的氧补偿量相对较低，再加上植物根系的反应净化效果偏低，很容易导致生活污水中的有机物质得不到有效处理。因此，在应用水平潜流湿地处理技术进行生活污水的处理时，需要在填料床的两侧设置一定面积的砾石区，确保有机污染物可以得到有效处理。
        3.垂直流湿地处理技术。该技术主要是在湿地表面按照纵向的方向，流向填料床的底部区域。对于垂直流湿地处理技术而言，其中的氧由湿地植物传输以及大气扩散获得。在农村地区的生活污水处理中，垂直流湿地处理技术可以有效去除掉生活污水中的氮磷等有害物质，显著提升农村地区的生活污水处理效果。和其他污水处理方式相比，垂直流湿地处理技术的建设及管理的费用相对较低，而且在生活污水处理过程中不会产生二次污染，可以妥善解决农村地区存在的财政部门资金短缺及水污染严重等问题，可以缓解农村地区财政部门的压力，有助于农村地区的经济发展。
        四、人工湿地在农村生活污水处理中的应用
        1.人工湿地系统的应用。为了充分发挥出人工湿地系统的重要作用，技术人员需要进一步提升人工湿地系统的处理能力及效果。根据农村地区的实际状况，选择最适用于人工湿地技术效果发挥的基质，从而提升生活污水处理效果，确保人工湿地系统具备较强的基质稳定性。以某农村地区人工湿地系统为例，技术人员将炉渣及砂砾选做人工湿地系统的基质，在人工湿地系统实际运行中，炉渣作为质的系统具有更为优质的生活污水处理效果，和砾石作为基质的系统相比，炉渣系统的总磷去除率高40%，化学需氧量去除率高3%。由此可以看出，不同基质的人工湿地系统，具备不同的除磷脱氧效果，技术人员需要根据农村地区的实际状况，选择最佳的人工湿地系统基质。与此同时，技术人员可以通过多种人工湿地技术的配合应用，提升人工湿地系统的污水处理效果，可以使人工湿地污水处理负荷更为均衡，避免超负荷现象的出现，有效避免了人工湿地系统的堵塞问题，保障人工湿地系统污水处理工作的持续开展。
        2.家庭人工湿地的应用。受到农村经济发展的限制，大部分农村地区在进行生活污水处理时，都没有应用完善的生活污水处理系统及先进技术，大都采用较为简单的生活污水处理措施，导致农村生活污水难以得到有效处理，综合处理效果不是很理想，对农村地区的生态环境产生负面影响。在此基础上，农村地区的基层政府部门需要引进人工湿地技术，通过家庭人工湿地系统的应用，有效处理农村生活污水。家庭人工湿地工艺组合系统不仅可以有效处理生活污水，还可以保障健康水源的清洁。相关数据统计显示，家庭人工湿地系统可以将生活污水中的总磷平均浓度控制在0.66mg/L左右；将化学出氧量的出水浓度控制在12.50~49.50mg/L左右。
        人工湿地作为一种类天然的节能型污水处理技术，引起了业内的广泛关注，并在农村污水处理中发挥着越来越重要的作用。通过厌氧（水解酸化）与人工湿地组合，可达到低能耗并节省占地的目的，通过多级人工湿地串联，发挥不同段、不同类型人工湿地去除不同污染物的功能，达到有效去除污染物的目的。
        参考文献：
        [1]崔军.剩余污泥人工湿地处理技术[M].北京：化工出版社，2018：2-3.
        [2]包明.A/O+人工湿地工艺处理四川丘陵地区农村生活污水应用[J].安徽农业科学，2018，39（35）：21952-21953